玫瑰转录因子RrMYB10的克隆及表达分析

R_2R_3-MYB转录因子在植物花青素合成过程中具有重要作用。本研究基于玫瑰转录组数据,克隆了一个玫瑰花青素相关R_2R_3-MYB基因,命名为Rr MYB10并对其进行生物信息学分析,期望通过克隆及分析探究MYB基因与玫瑰花瓣成色的关系,为改良玫瑰花色等奠定良好的基础。以‘紫枝’玫瑰(Rosa rugosa‘Zizhi’)为材料,通过RT-PCR以及RACE技术获得了该基因的c DNA全长。经过生物信息学分析,该基因全长871bp,开放阅读框699bp,编码232个氨基酸,其蛋白的分子式C1230H1904N348O356S6,相对分子质量为27455.13Da,等电点p I为9.01,该蛋白不稳定系数为42.31,属于不稳定蛋白。多重比对及序列分析发现其具MYB的保守域,系统进化树分析表明该基因与同科草莓等亲缘关系最近,与不同科物种亲缘关系远。     

梅花 PmAP2基因的克隆及表达1）

为了解析梅花（Prunus mume Sieb．et Zucc．）花器官发育的分子调控机理,采用RT－PCR的方法从梅花‘三轮玉蝶’中克隆了APETALE2的同源基因PmAP2,并采用荧光定量PCR对PmAP 2的表达模式进行了分析。序列分析表明,PmAP2基因CDS区域全长1647 bp,编码548个氨基酸,含有两个保守的AP2结构域,属于AP2／ERF基因家族。多序列比对和系统进化结果显示,该基因与桃、苹果AP2基因相似性较高,分别为96％和82％。PmAP2在梅花营养器官、四轮花器官和果实中均有表达,花瓣中的表达量最高;台阁花型梅花花中PmAP2表达量最高,重瓣品种次之,单瓣品种表达量最低。 PmAP2的差异表达可能与梅花的花型进化有关。     

利用正交试验优化玫瑰SRAP-PCR反应体系

采用L16(45)正交试验对玫瑰SRAP-PCR反应体系进行优化。结果表明,各因素对PCR反应的影响程度从大到小依次为:Taq酶,dNTPs,引物,Mg2+,模板;建立了玫瑰SRAP-PCR反应最佳体系(25μL)为Mg2+2.0mmol/L,dNTPs0.20mmol/L,Taq酶1.5U,引物0.25μmol/L,模板1.0ng/μL;采用不同的模板和引物对体系进行验证,表明该体系适合于玫瑰的SRAP-PCR反应。     

‘紫枝’玫瑰(Rosa rugosa ‘Zi zhi’)开花过程花青素相关化合物及代谢途径分析

【目的】分析‘紫枝’玫瑰5个开花时期花瓣中的花青苷、类黄酮苷和类胡萝卜素的种类和含量,推定‘紫枝’玫瑰花的花青苷代谢途径,为探讨玫瑰花色的呈色机理和花色育种提供参考。【方法】以‘紫枝’玫瑰不同开花时期的花瓣为试材,用高效液相色谱(HPLC)和超高效液相色质联用分析法(UPLC-DAD-Q-TOF-MS)对其花青苷、类黄酮苷和类萝卜素进行结构推定和定量分析,结合化学反应过程推测‘紫枝’玫瑰花青苷代谢途径。【结果】在‘紫枝’玫瑰中鉴定出8种花青苷、16种类黄酮苷和β-胡萝卜素,没有检测到叶黄素;花青苷主要以芍药素、飞燕草素、矢车菊素和天竺葵素的双糖苷为主,四类花青苷都在花蕾期和初开期相对含量最高;检测到芍药苷的两种甲基化衍生物,没有发现飞燕草苷的甲基化衍生物;类黄酮苷以槲皮素和山萘酚的糖苷化、酰基化和甲基化的衍生物为主。定量分析显示,芍药苷和飞燕草苷占‘紫枝’玫瑰总花青苷含量的90%以上;芍药苷含量在‘紫枝’玫瑰开花过程中随花色变浅而降低,飞燕草苷在开花过程含量变化不大;芍药苷和飞燕草苷的比例(Pn/Dp)随花色变浅而降低。【结论】‘紫枝’玫瑰花中含有芍药素、飞燕草素、矢车菊素和天竺葵素,这四类花青素在半开期之前完成全部积累,盛开期后只降解不合成。芍药素是形成‘紫枝’玫瑰花色的主要成分。‘紫枝’玫瑰的花青苷代谢途径中,甲基酶(Rr AOMT)的催化作用有底物特异性。     

玫瑰β-1,3-葡聚糖合成酶基因(RrCalS)克隆与生物信息学分析

为了探明胼胝质对玫瑰授粉亲和性的影响,本研究以‘唐红’玫瑰花柱为试材,采用RT-PCR和RACE方法获得了玫瑰β-1,3-葡聚糖合成酶基因的cDNA全长,命名为RrCalS。该基因全长5742 bp,开放阅读框5295 bp,编码1764个氨基酸。推导编码蛋白的分子量为204.7kD, PI值为9.00,在164-265位具有pfam14288结构域,在869-1642位具有pfam02364保守结构域,属于葡聚糖合成酶超家族;该蛋白属于疏水性、非分泌型蛋白,具有16个跨膜结构域,含有32个Ser磷酸化位点、21个Thr磷酸化位点、12个Tyr磷酸化位点;该蛋白的α-螺旋占49.49%,无规则卷曲占22.68%,β-转角占7.94%;该蛋白与Fragaria vesca等8种植物的Cals氨基酸序列同源性达73%以上,且它们的系统进化关系与传统分类结果一致。本研究为进一步深入研究玫瑰授粉不亲和机理,提高玫瑰育种理论和技术水平奠定了基础。     

野生玫瑰与栽培玫瑰对盐胁迫反应的比较研究

以野生玫瑰和栽培玫瑰的1年生扦插苗为试材,分析不同浓度NaCl胁迫下玫瑰叶绿素含量、丙二醛(MDA)含量及膜透性,并对野生玫瑰和栽培玫瑰间的差异进行比较。结果表明:盐胁迫对玫瑰叶绿素含量,膜透性及MDA含量均产生了不同程度的影响。随着盐浓度的增加,叶绿素含量先增加后减少;MDA含量增加,其中玫瑰品种‘紫雁’增加幅度较大;膜透性随盐浓度的增加呈增大趋势,其中‘紫雁’的增加幅度相对较大。综合分析表明野生玫瑰的抗盐碱能力比‘紫雁’强。     

利用CODEHOP设计简并引物并克隆玫瑰LAZY1基因片段

为克隆玫瑰LAZY1基因,介绍使用CODEHOP设计简并引物的方法。本文使用CODEHOP设计出10条简并引物,以玫瑰幼茎提取的RNA反转录所得到的cDNA为模板,经RT-PCR扩增得到长度为410bp的基因片段,将该产物连接到pMD-18T载体中,转化至Trans1-T1大肠杆菌中进行测序,测序片段在Genbank中通过Blastx检索与其他物种LAZY1基因的同源性,发现产物片段与其他植物中的LAZY1基因具有较高的相似性和同源性。研究结果表明CODEHOP在线设计简并引物方法简单实用,且具有较高阳性率。     

羽衣甘蓝红色系叶片形成相关microRNAs的鉴定及分析

为了在转录后水平上探索microRNAs(miRNAs)对羽衣甘蓝红色系叶片形成的调控作用,以红和白色系的羽衣甘蓝品种‘紫鸽’‘白鸽’为研究试材,利用高通量测序技术分别对其紫红(Bo-P)和白色(Bo-W)心叶进行了小RNA(sRNA)测序分析。结果表明:1)共鉴定出77个保守miRNAs和33个新miRNAs在Bo-P和Bo-W文库中差异表达;2)基于miRNAs的差异表达和相应靶基因的注释结果,筛选出2个可能与红色系叶片中花青苷生物合成有关的DEMs(miR828和miR858-3);3)荧光定量PCR(qRT-PCR)结果显示与高通量测序结果基本一致,其中2次结果显示miR828在紫红和白色心叶中表达量的差异倍数均很大。基于上述结果,初步确定miR828和miR858-3(特别是miR828)在转录后水平对羽衣甘蓝叶片红色系表型的形成起到关键调控作用,该结果将为今后深入揭示羽衣甘蓝叶色的分子调控机制提供理论基础和新视角。     

22份国产玫瑰资源的自交亲和性

 【目的】探明玫瑰(Rosa rugosa Thunb.)自交亲和性状况,为玫瑰及以玫瑰为母本的月季、蔷薇等重要蔷薇属观赏植物的杂交育种技术提供理论依据。【方法】采用统计分析田间坐果率及平均种子数与荧光显微观察花粉管生长状况相结合的方法。【结果】(1)所有试验材料开花当天及开花前4 d的自交坐果率均为零,且花粉管只能伸长到花柱上部1/3处;(2)蕾期授粉能够一定程度地提高玫瑰的自交亲和性,其中开花前2 d授粉效果最好;(3)蕾期自交坐果率及平均种子数与其自由授粉坐果率及平均种子数显著正相关。【结论】(1)玫瑰普遍具有配子体型完全自交不亲和性;(2)蕾期授粉可提高玫瑰自交亲和性,但效果因授粉时期不同和品种不同有较大差异。     

玫瑰SRAP遗传多样性分析与品种指纹图谱构建

 【目的】从分子水平分析玫瑰的遗传多样性和亲缘关系,并建立起玫瑰品种的指纹图谱,为杂交育种、品种分类和品种鉴定提供理论依据。【方法】采用相关序列扩增多态性（SRAP）技术对玫瑰46个品种和4份野生种质进行了遗传多样性分析和品种指纹图谱的构建。【结果】15对引物共扩增出264个位点,其中227个为多态性位点,多态性比率为85.98%,说明玫瑰的遗传多样性较为丰富。50份材料的遗传相似系数（GS）为0.6012~0.9852,平均值为0.7835;平均Nei’s遗传多样性指数(H)为0.2665,平均Shannon信息指数（I）为0.4033;4份野生玫瑰种质的H=0.1225,I=0.1787,显著低于栽培品种的H=0.2684,I=0.4059,说明玫瑰品种的遗传多样性更为丰富。【结论】根据聚类结果,玫瑰品种类型的划分应首先考虑亲本来源,再按株型、花型划分。利用三对核心引物,构建了玫瑰品种的标准指纹图谱,为品种鉴定提供了依据。